Entwurf eines sanft schaltenden Stromrichters

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Simulation von sanft schaltenden Stromrichtern

Die Entwicklung eines hocheffizienten Leistungswandlers für höhere Frequenzen erfordert die Implementierung von Soft-Switching-Techniken im gesamten Betriebsbereich. Um die Gesamtleistung zu optimieren und die Schaltverluste zu minimieren, sollte die Simulationssoftware komplexe Steuerungsalgorithmen ausführen, die parasitäre, thermische und EMI/EMV-Probleme sowie die Auswirkungen zusätzlicher Resonanzkomponenten wie Induktoren und Kondensatoren berücksichtigen. Um manuelle Iterationen zu reduzieren, führt die Software voneinander abhängige Steuerungsparameter wie Ausgangsspannung, Eingangsspannung, Umwandlungsverhältnis und Laständerungen gleichzeitig aus.

Der Konstrukteur eines Stromrichters ermittelt die richtigen Komponenten und Parameter, um ein stabiles weiches Schalten unter hoher Spannungsbelastung zu erreichen. Wegen des Einflusses der Last auf die Ausgangsspannung muss die Simulation des sanft schaltenden Stromrichters im gesamten Betriebsbereich durchgeführt werden. Die Feinabstimmung der Werte von Resonanzkomponenten und Parametern erfolgt nach und nach. Die Simulation nach dem Layout hilft, die Zuverlässigkeit eines sanft schaltenden Umrichters schneller zu validieren als der Bau physischer Prototypen unter verschiedenen Bedingungen.

Simulationslösung für sanft schaltende Stromrichter

Die Entwicklung eines hocheffizienten Leistungswandlers für hohe Frequenzen erfordert eine Simulationslösung, die Soft-Switching-Verfahren ermöglicht. Keysight EDA Advanced Das Designsystem (ADS) bietet die „Tuner“-Funktionalität zur Optimierung von Schaltungen mit mehreren Steuerparametern. So kann der Entwickler Betriebsfrequenz und Einschaltzeit dynamisch anpassen und manuelle Nachjustierungen und Iterationen vermeiden. Zudem ermöglicht es die schnelle Untersuchung der Werte zusätzlicher Resonanzkomponenten (Lr und Cr) für sanftes Schalten. Dank integrierter Post-Layout-Simulation lassen sich Probleme durch parasitäre Effekte, elektromagnetische Störungen und thermische Einflüsse frühzeitig im Designprozess erkennen.
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